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2006年春節(jié)前，當(dāng)千家萬戶沉浸在闔家團(tuán)圓的歡樂氣氛中，一位老人孤獨地躺在西安交大附屬二院的病床上,，在彌留之際反復(fù)重復(fù)著一句話：“高鐵，一定不要建……高鐵,，一定不要建……”兩天后,，他留下了最后一句：“如果非要上高鐵，至少一定要用有碴道床�,！北闩c世長辭,。
這位老人，是中科院西安地球環(huán)境研究所的張拾邁教授,。在中國的高鐵大潮面前,，張拾邁是為數(shù)不多保持著謹(jǐn)慎、理性的學(xué)者,。經(jīng)過全面,、細(xì)致的研究，他得出“中國的地質(zhì)不適合建高鐵”的結(jié)論,。認(rèn)為在中國的地質(zhì)條件下,，高鐵產(chǎn)生的夏爾謝夫力將導(dǎo)致嚴(yán)重的斯蒂芬金效應(yīng)，引起群發(fā)性的地質(zhì)災(zāi)害,。在人生的最后幾年,，他一直致力于阻止高速鐵路的盲目上馬，他曾多次向鐵道部和國務(wù)院寫信表明自己的擔(dān)憂,，卻屢屢遭到無視,。而現(xiàn)在，隨著這一批高鐵線路的陸續(xù)通車,，張拾邁教授的警告正在漸漸地不幸變?yōu)楝F(xiàn)實,。
揭密高鐵背后不為人知的隱患
“夏爾謝夫力”，是科里奧利力的一種特殊存在形式,，由俄國鐵路工程師夏爾謝夫于1903年發(fā)現(xiàn)并引起重視,。由于地球的自轉(zhuǎn)，任何移動中的物體都受到一個側(cè)向的作用力,，在北半球向右,，在南半球向左�,；疖嚠�(dāng)然也不例外,，在北半球會受到向右的力，對鋼軌產(chǎn)生擠壓,，鋼軌又將這種作用力傳給地面,，從而對地面產(chǎn)生一個向右的切向力，這個力就是夏爾謝夫力,，車速越快,，夏爾謝夫力就越大。早期火車速度慢,，夏爾謝夫力并未嚴(yán)重到需要人們加以警惕的地步,，然后隨著火車速度越來越快,，加之建鐵路的地區(qū)地質(zhì)條件千差萬別，在特定條件下夏爾謝夫力終于量變產(chǎn)生質(zhì)變,，并引發(fā)斯蒂芬金效應(yīng),。
斯蒂芬金效應(yīng)，系詹天佑的同門,，耶魯大學(xué)土木工程系畢業(yè)的年輕工程師斯蒂芬金發(fā)現(xiàn)的,。1926年，斯蒂芬金考察落基山區(qū)的鐵路線時,，發(fā)現(xiàn)翻過山頂后高速沖下的火車,，使得行車方向右側(cè)的巖層、山崖發(fā)生斷裂甚至小規(guī)�,；�,。這種地質(zhì)破壞，正是因重力加速的火車產(chǎn)生的夏爾謝夫力引起的,，而且這種破壞可以是“隔山打�,！毙偷模沟俜医鹩H眼觀察到與鐵路線隔著數(shù)條河谷的山崖,，在火車通過時產(chǎn)生了裂紋,。因為地表巖土的剛性可以使夏爾謝夫力持續(xù)傳遞，遠(yuǎn)至數(shù)百公里以外,，就像一粒高速運動的臺球擊中一列緊挨著排放的臺球左側(cè),，最右邊的球卻會被彈開一樣。堅硬的地表巖土起到了那一列臺球的作用,，傳遞著夏爾謝夫力,，直到遇到特定的地質(zhì)結(jié)構(gòu)使力無法繼續(xù)傳遞，便在此時釋放能量,，造成地質(zhì)破壞,。夏爾謝夫力在一定條件下可以被山脈、峽谷等復(fù)雜地貌反射,、折射而改變行進(jìn)方向,，使得追蹤和研究它變得尤為復(fù)雜。
斯蒂芬金效應(yīng)并不總是造成嚴(yán)重的破壞后果,，它的作用效果與當(dāng)?shù)氐牡孛病⒌刭|(zhì)有著密切的關(guān)系,。遍觀全世界,，建有高鐵的大多數(shù)國家分布在西歐和日本，它們的地質(zhì)和氣候條件能讓斯蒂芬金效應(yīng)降到最低,，從而適合高鐵的建設(shè),，而中國很不幸,，各種地質(zhì)和氣候條件決定了不宜照搬歐洲和日本的高鐵方案。在地形平坦的地區(qū),，夏爾謝夫力很容易被均勻地分散開,，就像形狀規(guī)則的蛋殼能夠承受一定的撞擊而不破碎一樣。而在起伏不定的地形,，夏爾謝夫力的傳遞不再齊頭并進(jìn),，遇到突起的山峰，深陷的河谷等,，數(shù)百米范圍內(nèi)不同大小的希爾謝夫力就會對局部地形產(chǎn)生撕扯,、擠壓、剪切的效果,。
西歐地勢平坦,，一馬平川，夏爾謝夫力的被均勻的分散了,。日本雖然山脈眾多,，但是絕大多數(shù)人口居住于大城市中，山區(qū)只有少數(shù)農(nóng)民,，且由于地震頻發(fā),，大多數(shù)夏爾謝夫力造成的隱患已經(jīng)在地震中被一并釋放了，日本的地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防做得好,，房屋抗災(zāi)標(biāo)準(zhǔn)高,，使得斯蒂芬金效應(yīng)無法產(chǎn)生有破壞力的影響。同樣的地形條件下,，在彈性系數(shù)大的巖土中,，夏爾謝夫力則更容易被緩沖、吸收,。日本和歐洲的土質(zhì)條件也遠(yuǎn)比中國適合高鐵,。日本濕潤多雨自不必說，西歐也比中國大部分地區(qū)多雨,，加之歐洲和日本氣候比中國寒冷,，土壤中的有機(jī)質(zhì)被微生物分解礦化的速度慢，地質(zhì)史上數(shù)十億年的積累使得歐洲和日本的土壤中含有大量的胡敏酸,、多聚六磷酸肌醇絡(luò)合物等大分子有機(jī)物,，彈性系數(shù)大，能起到吸收緩沖夏爾謝夫力的作用,。
中國氣候相對干燥少雨,，夏季受副熱帶高壓作用氣溫往往高于32度，微生物礦化速度快,，加上近半個世紀(jì)來水土保持不佳,，土壤沙化,、板結(jié)，更是不利于土壤有機(jī)質(zhì)的形成和積累,，土質(zhì)彈性低,，無法起到降低夏爾謝夫力的作用。地球是個扁球體,，緯度越低的地點地球半徑越大,，受到的夏爾謝夫力也就越大。日本和西歐建有高鐵的地區(qū)比中國絕大多數(shù)地區(qū)的緯度高,，如日本東京的緯度接近于中國濟(jì)南,，法國巴黎的緯度比滿洲里還要北，而德國柏林的緯度,，則相當(dāng)于中國最北端的漠河,。
日本和西歐的氣候、地質(zhì)條件能有效地減少夏爾謝夫力帶來的斯蒂芬金效應(yīng),，適合建高鐵,，而中國需要結(jié)合自己的具體國情制定鐵路修建方案。張拾邁教授清楚地看到了這一點
年邁的他肩負(fù)著對整個國家和民族的責(zé)任感,，背著沉重的儀器走遍了中國的山川大河,，詳細(xì)測定了各地的土壤彈性、硬度系數(shù)等指標(biāo),，考察了地形地貌,，繪制了無數(shù)張地形圖，挑燈夜戰(zhàn)演算夏爾謝夫力的作用模型,，計算了數(shù)百處可能發(fā)生災(zāi)害的“問題地帶”,，并寫成報告，多次致信鐵道部和國務(wù)院,，陳述了高鐵的風(fēng)險,，卻沒有得到任何回應(yīng)
張拾邁教授又對世界各國的地質(zhì)、氣候條件與中國做了詳細(xì)的比較,，為中國的鐵路發(fā)展指明了方向——學(xué)習(xí)印度的成功經(jīng)驗：
不盲目追求高速度,，降低車速以降低夏爾謝夫力，同時以更經(jīng)濟(jì)的手段提高運能,。
印度地處南亞次大陸,，氣候比中國更加炎熱，土壤彈性小,，緯度也比中國更低,，印度鐵路的夏爾謝夫力也是不容小視的。印度沒有為了政績或者自豪感而盲目提高火車速度,，而是從自己的國情出發(fā),，降低車速，減小夏爾謝夫力
為了提高因緩慢的車速而降低的運輸效率,，印度在單位車次的運輸量上發(fā)掘潛力,，甚至不惜把車速降到人可以自由攀爬和跳車的地步，讓每一列火車都發(fā)揮它最大的運能,。
張拾邁認(rèn)為,，中國尚有8億農(nóng)民，他們并不富裕,，分散居住于廣大的農(nóng)村和縣城地區(qū),，他們需要享受鐵路帶來的便利，需要與外界聯(lián)系,。借鑒印度鐵路的模式,，讓火車慢下來，讓農(nóng)民可以隨時隨地搭車和下車,，正是他們所需要的,。
讓中國最大的群體享受到出行的便利，他們的經(jīng)濟(jì)狀況會隨著與外界的交流而提高,，才能提高整個民族的富裕水平和發(fā)達(dá)程度,。在這個問題上，張拾邁教授不僅肩負(fù)著中國地質(zhì)安全的責(zé)任感,，他也為中國最廣大群體的切身利益發(fā)出了自己的聲音,。
2004年，張拾邁不顧家人的關(guān)心勸阻,，以無比的責(zé)任感,，拿著自己微薄的退休金作路費，自費去印度考察鐵路,，直到患上嚴(yán)重的腸胃疾患,，倒在了異國的土地上，吊著輸液瓶被抬回國,。
在養(yǎng)病期間他也閑不下來,，在病榻上寫成《印度國鐵考察報告》，寄給鐵道部和國務(wù)院,。這份燃燒了一個老人的生命和健康寫成的珍貴報告,，卻被上面有意無意的忽略了。
2005年起,，張拾邁多次帶著自己的報告和數(shù)據(jù)上北京,，希望能向相關(guān)部門的領(lǐng)導(dǎo)陳述高鐵方案背后的隱患，卻始終無法如愿,。最后,，張拾邁把希望寄托于他心中的底線,，希望高鐵建設(shè)至少保證使用有碴道床——就是平常我們所見的有石子鋪墊的鐵路。
石子可以對夏爾謝夫力起一定的緩沖作用,，而今天我們的高鐵建設(shè)中普遍采用的無碴道床,，把鋼軌硬生生釘在水泥地上，則會給夏爾謝夫力帶來火上澆油的效果,。2005年底,，勞苦奔波的張拾邁終于支持不住，病倒了,，這一病就再也沒有起來,。
在2006年以前，中國大部分鐵路的運營時速在120公里以下,。今天,，隨著一批時速220，350,，甚至380公里高鐵的建成通車,，夏爾謝夫力和相應(yīng)造成的斯蒂芬金效應(yīng)相比過去是飛躍性的。自2009年下半年起,，中國的地震災(zāi)害變得異乎尋常的頻繁,。
2009年12月16日，武廣高鐵建成通車,。
2010年2月6日,，鄭西高鐵建成通車。
2010年5月12日,，成灌高鐵建成通車,。
2010年2月25日，云南楚雄發(fā)生5.1級地震,。
4月14日,，青海玉樹發(fā)生7.1級地震，造成數(shù)千死亡,。
8月7日,，甘肅舟曲發(fā)生特大泥石流，傷亡慘重,。
8月14日,，四川汶川發(fā)生泥石流，造成41人失蹤,。
2010年4月27日,，廣東梅州地陷，出現(xiàn)400平米巨大天坑，深度超90米,，四川宜賓更是在7天之內(nèi)發(fā)生數(shù)十次地陷,，產(chǎn)生26個深不見底的天坑。
7月19日,，正值長江洪峰期的九江大堤,，發(fā)生數(shù)百米寬的崩岸。這些突然增多的地震災(zāi)害冥冥中仿佛有一種必然,，與高鐵究竟有著怎樣的聯(lián)系，也許只有逝去的張拾邁教授能告訴我,。 |
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發(fā)表于 2011-8-30 12:26:54
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